選用不同品種鋼材作塑料模具谐昌，其化學(xué)成分和力學(xué)性能各不相同沟奸，因此制造工藝路線不同己倾；同樣，不同類型塑料模具鋼采用的熱處理工藝也是不同的扶取。本節(jié)主要介紹塑料模具的制造工藝路線和熱處理工藝的特點(diǎn)泌弧。

　　一、塑料模具的制造工藝路線

　　1.低碳鋼及低碳合金鋼制模具

　　例如力鹰，20，20Cr厚遗，20CrMnTi等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機(jī)械粗加工→冷擠壓成形→再結(jié)晶退火→機(jī)械精加工→滲碳→淬火腺首、回火→研磨拋光→裝配。

　　2.高合金滲碳鋼制模具

　　例如12CrNi3A黔攒，12CrNi4A鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→正火并高溫回火→機(jī)械粗加工→高溫回火→精加工→滲碳→淬火趁啸、回火→研磨拋光→裝配。

　　3.調(diào)質(zhì)鋼制模具

　　例如督惰，45不傅，40Cr等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機(jī)械粗加工→調(diào)質(zhì)→機(jī)械精加工→修整、拋光→裝配赏胚。

　　4.碳素工具鋼及合金工具鋼制模具

　　例如T7A～T10A访娶，CrWMn，9SiCr等鋼的工藝路線為：下料→鍛成模坯→球化退火→機(jī)械粗加工→去應(yīng)力退火→機(jī)械半精加工→機(jī)械精加工→淬火觉阅、回火→研磨拋光→裝配崖疤。

　　5.預(yù)硬鋼制模具

　　例如5NiSiCa，3Cr2Mo（P20）等鋼典勇。對(duì)于直接使用棒料加工的劫哼，因供貨狀態(tài)已進(jìn)行了預(yù)硬化處理，可直接加工成形后拋光割笙、裝配权烧。對(duì)于要改鍛成坯料后再加工成形的，其工藝路線為：下料→改鍛→球化退火→刨或銑六面→預(yù)硬處理（34～42HRC）→機(jī)械粗加工→去應(yīng)力退火→機(jī)械精加工→拋光→裝配勉惋。

　　二励邓、塑料模具的熱處理特點(diǎn)

　　（一）滲碳鋼塑料模的熱處理特點(diǎn)

　　1.對(duì)于有高硬度、高耐磨性和高韌性要求的塑料模具壕赘，要選用滲碳鋼來(lái)制造拾哈，并把滲碳、淬火和低溫回火作為最終熱處理铐儡。

　　2.對(duì)滲碳層的要求染痊，一般滲碳層的厚度為0.8～1.5mm，當(dāng)壓制含硬質(zhì)填料的塑料時(shí)模具滲碳層厚度要求為1.3～1.5mm庆葱，壓制軟性塑料時(shí)滲碳層厚度為0.8～1.2mm组救。滲碳層的含碳量為0.7%～1.0%為佳。若采用碳胚高、氮共滲辰车，則耐磨性、耐腐蝕性抛虏、抗氧化博其、防粘性就更好。

　　3.滲碳溫度一般在900～920℃迂猴，復(fù)雜型腔的小型模具可取840～860℃中溫碳氮共滲慕淡。滲碳保溫時(shí)間為5～10h，具體應(yīng)根據(jù)對(duì)滲層厚度的要求來(lái)選擇沸毁。滲碳工藝以采用分級(jí)滲碳工藝為宜峰髓，即高溫階段（900～920℃）以快速將碳滲入零件表層為主；中溫階段（820～840℃）以增加滲碳層厚度為主息尺，這樣在滲碳層內(nèi)建立均勻合理的碳濃度梯度分布携兵，便于直接淬火。

　　4.滲碳后的淬火工藝按鋼種不同搂誉，滲碳后可分別采用：重新加熱淬火徐紧；分級(jí)滲碳后直接淬火（如合金滲碳鋼）；中溫碳氮共滲后直接淬火（如用工業(yè)純鐵或低碳鋼冷擠壓成形的小型精密模具）勒葱；滲碳后空冷淬火（如高合金滲碳鋼制造的大浪汪、中型模具）。

　×菟洹（二）淬硬鋼塑料模的熱處理

　　1.形狀比較復(fù)雜的模具书吗，在粗加工以后即進(jìn)行熱處理，然后進(jìn)行精加工礁懂，才能保證熱處理時(shí)變形最小女践，對(duì)于精密模具，變形應(yīng)小于0.05%锣石。

　　2.塑料模型腔表面要求十分嚴(yán)格盹斟，因此在淬火加熱過(guò)程中要確保型腔表面不氧化沟赏、不脫碳、不侵蝕焰垄、不過(guò)熱等提钟。應(yīng)在保護(hù)氣氛爐中或在嚴(yán)格脫氧后的鹽浴爐中加熱，若采用普通箱式電阻爐加熱藐檀，應(yīng)在模腔面上涂保護(hù)劑锻转，同時(shí)要控制加熱速度，冷卻時(shí)應(yīng)選擇比較緩和的冷卻介質(zhì)晨墓，控制冷卻速度稽羔，以避免在淬火過(guò)程中產(chǎn)生變形、開(kāi)裂而報(bào)廢唐片。一般以熱浴淬火為佳丙猬，也可采用預(yù)冷淬火的方式。

　　3.淬火后應(yīng)及時(shí)回火费韭，回火溫度要高于模具的工作溫度茧球，回火時(shí)間應(yīng)充分，長(zhǎng)短視模具材料和斷面尺寸而定星持，但至少要在40～60min以上袜腥。

　　（三）預(yù)硬鋼塑料模的熱處理

　　1.預(yù)硬鋼是以預(yù)硬態(tài)供貨的钉汗，一般不需熱處理，但有時(shí)需進(jìn)行改鍛鲤屡，改鍛后的模坯必須進(jìn)行熱處理损痰。

　　2.預(yù)硬鋼的預(yù)先熱處理通常采用球化退火，目的是消除鍛造應(yīng)力酒来，獲得均勻的球狀珠光體組織卢未，降低硬度，提高塑性详鲜，改善模坯的切削加工性能或冷擠壓成形性能躏宗。

　　3.預(yù)硬鋼的預(yù)硬處理工藝簡(jiǎn)單，多數(shù)采用調(diào)質(zhì)處理丹蛀，調(diào)質(zhì)后獲得回火索氏體組織根爆。高溫回火的溫度范圍很寬能夠滿足模具的各種工作硬度要求。由于這類鋼淬透性良好春陆，淬火時(shí)可采用油冷英鸵、空冷或硝鹽分級(jí)淬火。表3-27為部分預(yù)硬鋼的預(yù)硬處理工藝怠写，供參考酿边。

　　表3-27 部分預(yù)硬鋼的預(yù)硬處理工藝

　　鋼 號(hào)    加熱溫度/℃    冷卻方式    回火溫度/℃    預(yù)硬硬度HRC

　　3Cr2Mo    830～840    油冷或160～180℃硝鹽分級(jí)    580～650    28～36

　　5NiSCa    880～930    油冷    550～680    30～45

　　8Cr2MnWMoVS    860～900    油或空冷    550～620    42～48

　　P4410    830～860    油冷或硝鹽分級(jí)    550～650    35～41

　　SM1    830～850    油冷    620～660    36～42

　　（四）時(shí)效硬化鋼塑料模的熱處理

　　1.時(shí)效硬化鋼的熱處理工藝分兩步基本工序。首先進(jìn)行固溶處理恶恨，即把鋼加熱到高溫雨晃，使各種合金元素溶入奧氏體中，完成奧氏體后淬火獲得馬氏體組織痴猖。第二步進(jìn)行時(shí)效處理躺刷，利用時(shí)效強(qiáng)化達(dá)到最后要求的力學(xué)性能。

　　2.固溶處理加熱一般在鹽浴爐玄呛、箱式爐中進(jìn)行阅懦，加熱時(shí)間分別可取：1min/mm徘铝、2～2.5min/mm耳胎，淬火采用油冷，淬透性好的鋼種也可空冷惕它。如果鍛造模坯時(shí)能準(zhǔn)確控制終鍛溫度怕午，鍛造后可直接進(jìn)行固溶淬火。

　　3.時(shí)效處理最好在真空爐中進(jìn)行淹魄，若在箱式爐中進(jìn)行郁惜，為防模腔表面氧化，爐內(nèi)須通入保護(hù)氣氛甲锡，或者用氧化鋁粉兆蕉、石墨粉、鑄鐵屑缤沦，在裝箱保護(hù)條件下進(jìn)行時(shí)效虎韵。裝箱保護(hù)加熱要適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間，否則難以達(dá)到時(shí)效效果赎冶。部分時(shí)效硬化型塑料模具鋼的熱處理規(guī)范可參照表3-28扣飘。

　　表3-28 部分時(shí)效硬化鋼的熱處理規(guī)范

　　鋼 號(hào)    固溶處理工藝    時(shí)效處理工藝    時(shí)效硬度HRC

　　06Ni6CrMoVTiAl    800～850℃油冷    510～530℃×（6～8）h    43～48

　　PMS    800～850℃空冷    510～530℃×（3～5）h    41～43

　　25CrNi3MoAl    880℃水淬或空冷    520～540℃×（6～8）h    39～42

　　SM2    900℃×2h油冷+700℃×2h    510℃×10h    39～40

　　PCR    1050℃固溶空冷    460～480℃×4h    42～44

　　三、塑料模的表面處理

　　為了提高塑料模表面耐磨性和耐蝕性幌舍，常對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼?

　　1.塑料模鍍鉻是一種應(yīng)用最多的表面處理方法杀蝌，鍍鉻層在大氣中具有強(qiáng)烈的鈍化能力，能長(zhǎng)久保持金屬光澤屋孕，在多種酸性介質(zhì)中均不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)咖播。鍍層硬度達(dá)1000HV，因而具有優(yōu)良的耐磨性硕纯。鍍鉻層還具有較高的耐熱性款野，在空氣中加熱到500℃時(shí)其外觀和硬度仍無(wú)明顯變化。

　　2.滲氮具有處理溫度低（一般為550～570℃）绕时，模具變形甚微和滲層硬度高（可達(dá)1000～1200HV）等優(yōu)點(diǎn)侮增，因而也非常適合塑料模的表面處理年铝。含有鉻、鉬月腋、鋁蟀架、釩和鈦等合金元素的鋼種比碳鋼有更好的滲氮性能，用作塑料模時(shí)進(jìn)行滲氮處理可大大提高耐磨性榆骚。
適于塑料模的表面處理方法還有：氮碳共滲片拍、化學(xué)鍍鎳、離子鍍氮化鈦妓肢、碳化鈦或碳氮化鈦捌省，PVD、CVD法沉積硬質(zhì)膜或超硬膜等碉钠。

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